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摘 要
钻床主要由立柱，摇臂，主轴箱和底座等部分组成。主轴箱装在摇臂上，可沿立柱上下移动，以适应加工不同高度工件的要求。此外，摇臂还可以随外立柱在360°范围回转，因此主轴很容易调整到所需要的加工位置。本次设计的钻床属于能适应各种加工情况的多功能简易钻床，能方便移动，又能够方便控制加工。
本次设计首先根据设计功能及参数要求确定了设计方案；接着，根据转速范围确定转速级数进而确定了变速箱的总体布置及齿轮齿数；然后，对各主要零部件进行了设计与校核；最后，采用AutoCAD制图软件绘制了TZ125型小型钻床装配图及主要零件图，并且采用Pro/E软件进行三维造型。
通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD软件，本次设计代表了普通机械设计的一般过程，对今后的设计工作有一定的参考价值。
关键词：钻床，设计，齿轮，传动比
Abstract
The drilling machine is mainly composed of an upright post, a rocking arm, a main shaft box and a base. The main spindle box is installed on the rocker arm, and can be moved up and down along the upright post to meet the requirements of different height work pieces. In addition, the rocker arm can also be in the range of 360 degree rotation, so the spindle is easy to adjust to the required processing position. The design of the drilling machine is able to adapt to a variety of processing situation of versatile simple drilling machine, can be convenient to move, but also to facilitate the control of processing.
This design firstly according to the design feature and parameters determine the design scheme; then, according to the speed range to determine the speed of progression and to determine the overall layout and gear tooth number of gear box; then, of the main parts were designed and checked. Finally, a tz125 type small drill assembly drawing and the main parts of the map is drawn by AutoCAD software, and the Pro / E software for 3D modeling.
Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing, and master the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD software, this design represents the general process of general mechanical design, have certain reference value for the design work in the future.
Key Words:Drilling machine, design, gear, transmission ratio
目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 III
第1章 绪 论 1
1.1 钻床简介 1
1.2 钻床的发展现状 1
1.4功能及设计参数要求 2
1.4.1功能要求 2
1.4.2设计参数要求 2
第2章 总体方案设计 3
2.1 动力选择 3
2.2驱动方式 3
2.3动力性能比较 3
2.4动力计算与选择 4
第3章 总体布置与参数选择 6
3.1运动参数及转速图的确定 6
3.1.1 转速范围 6
3.1.2 转速数列 6
3.1.3确定结构式 7
3.1.4绘制转速图和传动系统图 7
3.2 确定各变速组齿轮齿数 8
3.3各轴计算转速确定 8
第4章 主要零件的设计与校核 10
4.1带传动设计 10
4.1.1 V带的基本参数 10
4.1.2 带轮结构的设计 12
4.2齿轮传动设计 12
4.2.1齿轮模数计算及验算 12
4.2.2基本组齿轮计算 14
4.2.3扩大组齿轮计算 15
4.3传动轴设计 15
4.4主轴设计 16
4.5标准件的选择 17
4.5.1轴承的选择 17
4.5.2键的规格 17
4.5.3变速操纵机构的选择 18
4.6校核计算 18
4.6.1刚度校核 18
4.6.2轴承寿命校核 19
4.6.3键的强度校核 21
结论 22
参考文献 23
致 谢 24
第1章 绪 论
1.1 钻床简介
目前将机床分为12大类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床及其他机床。在每一类机床中，又可以按照工艺范围、步型型式和结构等等，可以分为若干组，每一组又可以分为若干系列。如钻床又包括：坐标镗钻床、深孔钻床、摇臂钻床、台式钻床、立式钻床、卧式钻床、中心孔钻床及其他钻床。在上述的基本分类方法的基础上，还可以根据机床的其他特征进一步进行分类。同类型机床按照应用范围（通用性程度），可以分为通用机床（或者称万能机床）、专门化机床和专用机床三大类。其中通用机床是可以加工多种工件，完成多种多样工序的加工范围较广的机床，如卧式车床、摇臂钻床等等。
摇臂钻床主要由立柱，摇臂，主轴箱，和底座等部分组成。主轴箱装在摇臂上，可沿立柱上下移动，以适应加工不同高度工件的要求。此外，摇臂还可以随外立柱在360°范围回转，因此主轴很容易调整到所需要的加工位置。为了使主轴在加工时保持确定的位置，摇臂钻床还具有内立柱，摇臂及主轴箱的夹紧机构，当主轴的位置调整确定后，可以快速将它们夹紧。摇臂钻床的其他变形如万向摇臂钻床摇臂和主轴箱可以回转或倾斜，使主轴可在空间任意方向都可以进行钻削，适用于重型机器，机车车辆，船舶和锅炉等制造业中加工大型工件。车式摇臂钻床的底座有车轮，可以在轨道上移动，适用于桥梁和机床等行业窄长形工件的孔加工。
1.2 钻床的发展现状
进入市场经济后，国内机床行业竞争日趋激烈，与中捷摇臂钻厂生产相同型号产品的企业有40多家，中捷摇臂钻厂产品领先优势受到挑战。为了应对挑战，中捷摇臂钻厂在产品卖得正火的时候，提出了进行跨越产品结构调整。第一，用先进技术改造传统产品。如普通摇臂钻床实现了五轴联动，价格由几万元上升到几十万元，达到中国摇臂钻床最高水平。第二，向国际先进水平靠拢，不断扩大产品领先优势。ZK系列、桥式和动桥系列产品，十几项技术居国内领先地位。ZK3050获得自主知识产权，并成为国家重点新产品；Z3580A万向摇臂钻，在任何空间、任意方向、任意位置上实现钻削功能，不仅填补了国内空白，在国外也不多见。在国际著名的芝加哥机床展览会上，中捷摇臂钻厂参展产品被一位美籍华商相中并当场拉走。德国、意大利、西腊、瑞典、伊朗等国家和地区纷纷提出做中捷牌摇臂钻的代理经销商。在上海国际机床展览会上，沈阳机床股份有限公司参展的数控钻铣床，同时被国内三家企业看好。摇臂钻床和大多数机床一样，将向数控自动化、机电一体化和智能化方向发展。摇臂钻床未来的发展趋势是：应用电子计算机技术，简化机械结构，提高和扩大自动化工作的功能，使机床适应于纳入柔性制造系统工作；提高功率主运动和进给运动的速度，相应提高结构的动、静刚度以适应采用新型刀具的需要，提高切削效率；提高加工精度并发展超精密加工机床，以适应电子机械、航天等新兴工业的需要。
1.4功能及设计参数要求
1.4.1功能要求
在大型零件的制造和维修中，需要对其上的孔、螺纹等结构进行加工。如在锅炉等设备的维修中，常因拆卸问题导致原螺钉孔报废而需重新加工螺钉孔。由于零件外形尺寸大，普通钻床无法加工。因此，需要设计一种能适应这种加工情况的多功能简易钻床，能方便移动，又能够方便控制加工。其次，家庭使用拖拉机及辗米机等农业机械由于经常维修的需要，鉴于维修及运输成本考虑，也需要一种能够方便移动适应这种加工情况的简易钻床，可方便对其进行加工维修。因此，这种钻床应具备普通钻床的基本功能并能满足方便安装移动加工的特殊功能。
1.4.2设计参数要求
1）最大钻孔直径：12 mm ；
2）主轴最大行程：100mm；
3）主轴端面至底座工作面最大距离：355mm；
4）主轴端面至底座工作面最小距离：55 mm；
5）机头最大行程：200 mm；
6）主轴转数：560-3500r/min；
7）机床最大外形尺寸（长×宽×高）：680×350×860 mm。
第2章 总体方案设计
2.1 动力选择
常用原动机有以下三种运动形式，具体见表2-1：
表2-1 原动机运动形式
运动形式 实例
连续运动 电动机、液压马达、气压马达、柴油机、汽油机
往复运动 直线电动机、汽缸、液压缸
往复摆动 摆动油缸、摆动汽缸
2.2驱动方式
由一台原动机通过传动装置驱动执行机构工作，叫做单机集中驱动。多机分别驱动是用多台原动机来驱动各执行机构工作。选择驱动方式时需要考虑如下几点：
1）必须考虑到工作机对原动机所提出的起动、过载、运转平稳性等方面的要求；
2）必须考虑到其经济效益及其成本，这也是非常重要的一项。
3）必须考虑到现场能源的供应情况及工作环境因素；
4）必须考虑原动机的机械特性与工作机的匹配情况；
5）必须考虑到维修是否方便，操作是否简单，工作是否可靠；
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